JPH09331535A - 情報処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データを予測符号化する際において、予
測符号化済の予測誤差の性質を考慮して、効率良くエン
トロピー符号化を行うことを目的とする。 【解決手段】 注目画素値を予測する予測手段と、前記
予測手段による予測誤差を求める予測誤差生成手段と、
該予測誤差の値に基いて、該値に対応する複数の場合の
発生頻度の統計量を算出する統計手段と、前記統計量に
基いて、前記予測誤差の値を変換する変換手段と、該変
換手段により変換された予測誤差をエントロピー符号化
するエントロピー符号化手段と有することを特徴とする
画像処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、データの符号化
を行う情報処理装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像符号化装置で使用される符号
化方式の１つとして、注目画素の画素値を周囲の画素か
ら予測し、予測誤差をエントロピー符号化する、予測符
号化があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の予測符号化にお
いて、予測誤差をエントロピー符号化する際の符号化効
率を考慮すると依然改善の余地があった。

【０００４】以上により本願発明は、画像データを予測
符号化する際において、予測符号化済の予測誤差の性質
を考慮して、効率良くエントロピー符号化を行うことを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する為
に、本願発明の請求項１に記載の画像処理装置は、注目
画素値を予測する予測手段（実施の形態では、第６図の
予測回路１１０４、予測誤差修正回路１１０７に対応す
る）と、前記予測手段による予測誤差を求める予測誤差
生成手段（同じく、第６図の減算回路１１０８に対応す
る）と、該予測誤差の値に基いて、該値に対応する複数
の場合（同じく、第８図の斜線領域と非斜線領域の予測
誤差が発生する場合に対応する）の発生頻度の統計量を
算出する統計手段（同じく、第６図のレジスタ更新回路
１１１２、レジスタ１１１１に対応する）と、前記統計
量に基いて、前記予測誤差の値を変換する変換手段（同
じく、第６図の領域変換手段１１１０に対応する）と、
該変換手段により変換された予測誤差をエントロピー符
号化するエントロピー符号化手段（同じく、第６図のＧ
ｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化回路１１１３、算術符号化
回路１１１６に対応する）と有することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本願発明について図面を参
照して詳細に説明する。

【０００７】図１に本願発明の第１の実施の形態を示す
為のブロック図を示す。図１において１００は信号を入
力する為の入力部、１０１は信号を伝送する為の信号
線、１０２は３ライン分の画像データを格納するバッフ
ァである。

【０００８】１０３は周囲画素の画素値からコンテキス
トを生成するコンテキスト生成回路であり、１０４は周
囲画素の画素値から予測値を生成する予測回路である。

【０００９】１０５は予測誤差の符号（＋／−）を予測
する符号予測回路であり、１０６は減算回路である。

【００１０】１０７は符号変換回路、１０８はカウン
タ、１０９はカウンタ更新回路、１１０はハフマンテー
ブル用メモリ、１１１はハフマン符号化回路、１１２及
び１１３は信号線である。本実施の形態では、符号化さ
れる画像データを８ビット（画素値が２５５段階）のモ
ノクロ画像として説明する。

【００１１】ここでハフマンテーブル用メモリ１１１に
は、上記１００、１０２〜１０９の回路を用いて予めい
くつかの標準画像を符号化した際に求められた予測誤差
の統計に基づいて、符号化効率が良くなると思われる標
準的なハフマンテーブルを格納しておくものとする。本
実施の形態における符号化処理においては、ハフマンテ
ーブルは図１５の様になる。即ち予測誤差ｅと−ｅを比
較すると予測誤差ｅの方が符号長が短くなる場合が多く
なっている。

【００１２】また、カウンタ１０８で保持するデータの
全てを０に初期化しておく。

【００１３】以下に上述の各回路について詳細に説明す
る。

【００１４】まず、入力部１００から符号化対象画素の
画像データがラスタースキャン順に順次入力され、信号
線１０１を通じてバッファ１０２及び減算回路１０６に
出力される。

【００１５】バッファ１０２は信号線１０１から入力さ
れる画像データのうち、符号化対象画素のラインと前２
ライン分の画像データ、即ち３ライン分の画像データを
格納する。

【００１６】コンテキスト生成回路１０３は、符号化対
象画素の周囲画素ｎ０〜ｎ７（図２の画素位置関係を参
照）に対応する画像データをバッファ１０２から取り出
す。次に、ｎ０〜ｎ７の画像データ（画素値）の平均値
ｎを求め、ｎを閾値としてｎ０〜ｎ７に対応する画像デ
ータを２値化した夫々の値ｂ０〜ｂ７（２値の１ビット
データ）を求める。このｂ０〜ｂ７に対応する１ビット
データをＭＳＢから順に割り当てた８ビットの状態番号
Ｓを生成し、符号化対象画素の状態番号として画素毎に
符号予測回路１０５及びカウンタ更新回路１０９に出力
する。この状態番号Ｓにより周囲画素値の状態は８ビッ
トで表されることになる。

【００１７】一方予測回路１０４では、符号化対象画素
の周囲画素ｎ０〜ｎ２をバッファ１０２から取り出し、
符号化対象画素Ｘに対する予測値Ｐを次式により求め
る。

【００１８】 Ｐ ＝ ｎ０＋ｎ１−ｎ２ ：ｎ０，ｎ１，ｎ２は８ビットデータ ここで求められた予測値Ｐは減算回路１０６に出力され
る。

【００１９】符号予測回路１０５は、コンテキスト生成
回路１０３から出力された状態Ｓのデータに基づき、こ
の状態Ｓの発生回数Ｓｎとこの状態Ｓの時に予測誤差が
負であった回数Ｓ＿ｍｉｎｕｓを後述するカウンタ１０
８から取り出す。

【００２０】ここで、Ｓｎ−Ｓ＿ｍｉｎｕｓ（即ち状態
Ｓの時に予測誤差が正の値であった回数）がＳ＿ｍｉｎ
ｕｓよりも少ない場合には信号線１１３に１を出力し、
Ｓｎ−Ｓ＿ｍｉｎｕｓがＳ＿ｍｉｎｕｓ以上だった場合
には信号線１１３に０を出力する。

【００２１】減算回路１０６では、Ｘ−Ｐにより予測誤
差ｅを生成し、出力する。

【００２２】符号変換回路１０７は、信号線１１３から
の入力値が０の場合には、予測誤差ｅを修正予測誤差
ｅ’としてそのまま出力し、信号線１１３からの入力値
が１の場合には予測誤差ｅの符号を変換した−ｅを修正
予測誤差ｅ’として出力する。

【００２３】カウンタ１０８は、符号化済の画素の各々
を符号化対象画素とした時の周囲画素（ｎ０〜ｎ７）の
画像データの状態Ｓの発生回数を集計した値Ｓｎを格納
するものである。更には上記の各々の符号化対象画素を
符号化した際に生じた予測誤差ｅが負の値であった時の
回数Ｓ＿ｍｉｎｕｓを各状態Ｓに対応して格納するもの
である。

【００２４】なお以上の説明において、状態Ｓは２の８
乗個存在するので、発生回数Ｓｎもこれに対応して２の
８乗個存在し、Ｓ＿ｍｉｎｕｓも同様に２の８乗個存在
することになる。

【００２５】カウンタ更新回路１０９は、上記のカウン
タ１０８に格納されているＳｎ及びＳ＿ｍｉｎｕｓを１
画素符号化する毎にインクリメントする様に制御するも
のであり、コンテキスト生成回路１０３から出力された
状態ＳのデータによりＳｎをインクリメントし、減算回
路１０６から出力された予測値ｅのデータを基にＳ＿ｍ
ｉｎｕｓをインクリメントする。

【００２６】ハフマン符号化回路１１１はハフマンテー
ブル用メモリ１１０から修正予測誤差ｅ’に対応する符
号を取り出し、信号線１１２に出力する。

【００２７】以上で説明した処理を、信号線１０１から
入力される画像データが無くなるまで繰り返す。以上本
実施の形態によれば、符号化済画素に対応する予測誤差
の統計量に基づいて出現頻度の高い予測誤差の値に短い
符号が割り当てられる様、予測誤差の正負符号を反転さ
せ、これにより正負符号の制御された予測誤差をエント
ロピー符号化するので、効率良く予測符号化が行える。
更に本実施の形態によれば、予測誤差の正負の出現回数
をカウントするという簡単な構成により効率の良い符号
長割り当てが行える。

【００２８】（第２の実施の形態）図３に本願発明に関
わる第２の実施の形態を示すブロック図を示す。

【００２９】図３において、１００は入力部、３０１は
信号線、３０２は２ライン分の画像データを格納するバ
ッファ、３０３は周囲画素から符号化対象画素に対する
予測値を生成する予測回路、３０４は減算回路、３０５
は符号判定回路、３０６は符号判定結果を格納するバッ
ファ、３０７は符号予測のためのコンテキストを生成す
るコンテキスト生成回路、３０８は予測誤差の符号を予
測する符号予測回路、３０９はカウンタ、３１０は符号
変換回路、３１１はカウンタ更新回路、３１２はハフマ
ン符号化回路、３１３はハフマンテーブル用メモリ、３
１４は信号線である。

【００３０】本実施の形態では、第１の実施の形態と同
様に８ビットのモノクロ画像データを符号化する場合を
例に説明する事とし、データ処理機能が第１の実施の形
態と異なる部分のみを詳細に説明する。

【００３１】ハフマンテーブル用メモリ３１３には、第
１の実施の形態と同様、１００、３０２〜３１１の回路
を用いて予めいくつかの標準画像を符号化する際に求め
られた予測誤差の統計に基づいて、符号化効率が良くな
ると思われる標準的なハフマンテーブルを格納しておく
ものとする。本実施の形態においても図１５の様なハフ
マンテーブルが用いられることになる。

【００３２】また、カウンタ３１０で保持するデータの
全てを０に初期化しておく。

【００３３】以下詳細に説明する。まず、装置外部から
信号線３０１に符号化対象となる画素値Ｘがラスタース
キャン順に順序入力される。バッファ３０２は信号線３
０１から入力される信号を符号化対象画素のラインとそ
の前の１ライン、即ち２ライン分格納する。

【００３４】予測回路３０３は符号化対象画素Ｘの直前
の画素の画像データａと１ライン前の画素（直上の画
素）の画像データｂ（ａ、ｂの位置は図５を参照）をバ
ッファ３０２から取り出し、Ｐ＝（ａ＋ｂ）／２により
予測値Ｐを求め出力する。

【００３５】減算回路３０４では、予測値Ｐと符号化対
象画素値Ｘを用いて、ｅ＝Ｘ−Ｐとなる様に予測誤差ｅ
を生成し、出力する。

【００３６】符号判定回路３０５は、減算回路３０４か
ら出力されたｅの符号を判定し、ｅが負の場合には０
を、正の場合には１を出力する。バッファ３０６は符号
判定回路３０５の生成する２値データを符号化対象画素
のライン分とその前の２ライン分の合計３ライン分格納
する。

【００３７】コンテキスト生成回路３０７は、Ｓ０〜Ｓ
７（図４に示す位置関係を参照）の８つの２値データを
取り出し、これをＭＳＢから順に割当て、８ビットの状
態番号Ｓを生成する。

【００３８】符号予測回路３０８は、カウンタ３１０か
ら状態Ｓにおいて予測誤差ｅが負であった回数Ｓ＿ｍｉ
ｎｕｓと０以外の正であった回数Ｓ＿ｐｌｕｓを取り出
し、Ｓ＿ｍｉｎｕｓ＞Ｓ＿ｐｌｕｓである場合には信号
線３１５に１を出力し、それ以外の場合には０を出力す
る。

【００３９】符号変換回路３０９では、信号線３１５か
ら０が入力された場合には、減算回路３０４から出力さ
れた予測誤差ｅをそのまま修正予測誤差ｅ’として出力
し、信号線３１５から１が入力された場合には上記の予
測誤差ｅの符号を変換した−ｅを修正予測誤差ｅ’とし
て出力する。

【００４０】カウンタ３１０は、上述のＳ＿ｍｉｎｕｓ
とＳ＿ｐｌｕｓを格納しておくものである。

【００４１】カウンタ更新回路３１１は、予測誤差ｅが
負である場合にはカウンタ３１０の保持しているＳ＿ｍ
ｉｎｕｓをインクリメントし、０以外の正であった場合
はＳ＿ｐｌｕｓをインクリメントする。またｅが０であ
った場合には何もしない。

【００４２】またインクリメントの処理において、Ｓ＿
ｍｉｎｕｓまたはＳ＿ｐｌｕｓが一定値ａｌｐｈａ（上
限値）に達した場合には、Ｓ＿ｍｉｎｕｓとＳ＿ｐｌｕ
ｓの両方を２で割ることにより、カウンタに保持する値
を一定値ａｌｐｈａ以下に保つ様にする。

【００４３】ハフマン符号化回路３１２は修正予測誤差
ｅ’に対応するハフマン符号をハフマンテーブル用メモ
リ３１３から取り出し、信号線３１４に出力する。

【００４４】以上の処理を入力部１００に入力される最
後の画画像データまで繰り返す。

【００４５】本実施の形態によれば第１の実施の形態と
同様の効果が得られる。また状態番号Ｓの生成は予測誤
差の正負符号を用いて行うので第１実施例よりも処理が
容易である。

【００４６】（第３の実施の形態）以下に、図面を参照
して詳細に説明する。

【００４７】図６は、第３の実施の形態を示す全体図で
ある。

【００４８】同図において１１００は画像データを入力
するための入力部、１１０１は信号線、１１０２は２ラ
イン分の画像データを格納するバッファ、１１０３は周
辺画素からコンテキストを生成するコンテキスト生成回
路、１１０４は周辺画素から符号化対象画素の予測値Ｐ
を生成する予測回路、１１０５は各コンテキストに対す
るＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅパラメータｋを保持するメモ
リ、１１０６はパラメータｋを選択するパラメータｋ選
択回路、１１０７は予測値Ｐを予測値Ｐ’に修正する予
測修正回路、１１０８は符号化対象画素の画像データか
ら予測値Ｐ’を減算する減算回路、１１０９は後述する
領域予測を行う領域予測回路、１１１０は減算回路１１
０８から出力された予測誤差ｅを後述する処理により
ｅ’に変換する領域変換回路、１１１１は後述する８個
のＲ（ｋ）を格納するレジスタである。１１１２はレジ
スタのＲ（ｋ）を更新するレジスタ更新回路、１１１３
は後述するＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化を行うＧｏｌ
ｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化回路、１１１４は符号化データ
を出力する信号線、１１１５は符号化方式を選択する制
御を行う符号化方式セレクタ、１１１６は算術符号化を
行う算術符号化回路、１１１７は符号化方式の選択信号
を送信するための信号線、１１１８は上記領域変換回路
１１１０による予測誤差ｅの変換を制御する制御信号を
出力するための信号線である。

【００４９】以下本実施の形態で用いるＧｏｌｏｍｂ−
Ｒｉｃｅ符号化を中心とする全体処理の概略を説明す
る。

【００５０】Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化は、２値デ
ータのランレングスのように１方向に減少する確率分布
をもつ非負の整数を符号化対象とする。非負の整数値に
対して割り当てられる符号語は、出現確率の減少の度合
いによって設定されるパラメータｋ（ｋ）は非負の整数
値）により異なる。

【００５１】このパラメータｋは、予測誤差が一番発生
し易い値（即ち出現確率が最も高い値）（図８の各ヒス
トグラムでいえば、ｅ＝０，−１／２に対応する）から
発生しずらい値（即ち出現確率が最も低い値）（図８の
ヒストグラムでいえば、ｅ＝０，−１／２から左右方向
の値）に向かい出現確率の減少が急である場合には小さ
な値、緩やかである場合には大きな値となる。パラメー
タｋが与えられた場合の、非負の整数値ＮのＧｏｌｏｍ
ｂ−Ｒｉｃｅ符号化による符号化手順は次の通りであ
る。

【００５２】まず、符号化対象である非負の整数値Ｎを
２進表現する。次に、これを下位ｋビット部分と上位の
残りのビット部分に分割する。下位ｋビット部分に、上
位の残りのビット部分を十進で表現される数だけの
「０」を付加し、最後に「１」を付加して符号化語とす
る。例えば、ｋ＝２、Ｎ＝１３の場合、Ｎの２進表現”
１１０１”の下位２ビット”０１”に上位の残りのビッ
ト部分”１１”が表す数、即ち３個の”０を付加して”
０１０００”とし、最後に”１”を付加して符号語”０
１０００１”を生成するという具合である。

【００５３】図１２にパラメータｋ＝０，１，２の場合
の非負の整数値と符号化語の対応を示す。このＧｏｌｏ
ｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化を正と負の両方向に減少する確率
分布をもつ予測誤差ｅの符号化に適用するためには、予
測誤差ｅを非負の整数値にマッピングする必要がある。

【００５４】例えば、予測誤差ｅを０，−１，１，−
２，２，−３，３，・・・という様な順序で非負の整数
値０，１，２，３，４，５，６，・・・にマッピング
し、これをＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化するといった
方法が用いられる。Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化で
は、２のｋ乗個のシンボルに等長の符号が与えられるの
で、このようなマッピングを行なった場合には正の部分
より負の部分に対して全体的に短い符号が割り当てられ
ることになる。

【００５５】いいかえればこの場合、Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒ
ｉｃｅ符号化のパラメータｋ＞０の場合には予測誤差ｅ
が−１／２の値を中心として左右対称に符号長が割り当
てられる。

【００５６】これに合わせて、予測誤差の発生分布の中
心を−１／２にずらした方が符号量が少なくなるため、
種々の方法（例えば予測値を修正することにより予測誤
差の平均値が０から−１／２になる様に操作する等）を
用いて予測誤差分布を移動させることが必要である。

【００５７】一方、予測符号化のエントロピー削減方法
の１つに第１の実施の形態の様な符号予測がある。これ
は符号化済画素に対応する予測誤差の符号（＋か−か）
の統計を基に、符号化対象画素の予測誤差の符号を予測
し、この予測結果に従い、必要に応じた符号反転を行う
ことにより、符号の＋／−の何れかに偏りを持たせてエ
ントロピーを減少させるものである。

【００５８】予測誤差の発生分布の中心が−１／２にな
る様に操作した場合には、第１、第２の実施の形態の様
な正負不具の予測により正負符号の反転を行ったとして
もマイナスの符号の発生回数が多くなるのが当然であ
り、第１、第２の実施の形態の様な符号予測に基づく符
号反転では、マイナスの予測誤差が全てプラスに符号反
転されるだけであり、本来の符号反転の意味がなくなっ
てしまう。即ち予測誤差の発生分布の中心を−１／２に
操作した際には、予測誤差の反転（変換）の中心も−１
／２にしなければ上述の処理の効果が得られない。よっ
て本実施の形態ではこの様な場合も考慮に入れた符号化
方法を提供するものであり、以下詳細に説明する。

【００５９】以下、図６の処理の流れについて説明す
る。

【００６０】ここでは８ビット（０から２５５の値）の
モノクロ画像データを符号化する場合を例に説明する。
メモリ１１０５には予め幾つかの画像でテストして、各
状態番号Ｓ（コンテキスト）に適したパラメータｋの値
を格納しておくものとする。

【００６１】図１４は、メモリ１１０５に格納されてい
る状態番号Ｓとパラメータｋの対応表の一例を示したも
のである。メモリ１１０５は入力された状態番号Ｓを用
いて上記の対応表を参照し、対応するパラメータｋを出
力する。

【００６２】また、レジスタ１１１１では、パラメータ
ｋ毎（本実施の形態ではｋ＝０〜７の８個）の領域判定
値Ｒ（ｋ）を保持するが、このカウント値の全てを０に
初期化しておく。領域判定値Ｒ（ｋ）については後述す
る。

【００６３】本実施の形態は、エントロピー符号化の方
式としてＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化回路１１１３が
行うＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化と算術符号化回路１
１１６が行う算術符号化を有しており、ユーザが必要に
応じてどちらか一方の符号化方式を選択できる様になっ
ている。

【００６４】エントロピー符号化を行なう前に、装置外
部から信号線１１１７を通じて符号化方式選択信号が与
えられるものとする。この符号化方式選択信号は、算術
符号化を使用する場合には「０」、Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉ
ｃｅ符号化を使用する場合には「１」を与えるものとす
る。

【００６５】次に、本実施の形態での各処理部の動作を
順に説明する。

【００６６】まず、入力部１１００から符号化対象画素
の画像データがラスタースキャン順に入力され、信号線
１１０１を通じてバッファ１１０２、減算器１１０８に
入力される。

【００６７】バッファ１１０２は信号線１１０１から入
力される画像データを２ライン分格納する。コンテキス
ト生成回路１１０３では、まず、符号化対象画素の周辺
画素値ａ，ｂ，ｃ（図７の画素の位置関係を参照）に対
応する画像データをバッファ１１０２から入力する。

【００６８】続いて、コンテキスト生成回路１１０３
は、ａ−ｃ，ｂ−ｃの差分値を算出し、図１０に示す差
分値とレベルの対応表に従って各差分値を７レベルに量
子化した値ｑ（ａ−ｃ），ｑ（ｂ−ｃ）を求める。これ
ら２つの値ｑ（ａ−ｃ），ｑ（ｂ−ｃ）の組み合わせに
より、図１４に示す４９個の状態を表す状態番号Ｓ（Ｓ
＝０〜４８）を生成し出力する。なお、本実施例におい
て、状態番号ＳはＳ＝（ｑ（ａ−ｃ）＋３）×７＋ｑ
（ｂ−ｃ）＋３の式により与えられる。

【００６９】予測回路１１０４では、符号化対象画素の
周囲画素値ａ，ｂ，ｃをバッファ１１０２から入力し、
符号化対象画素ｘに対する予測値ＰをＰ＝ａ＋ｂ−ｃに
より求める。

【００７０】パラメータｋ選択回路１１０６は、メモリ
１１０５に格納されている状態番号Ｓとパラメータｋの
対応表をもとにコンテキスト生成回路１１０３で生成し
た状態番号Ｓに対応するパラメータｋを読み出し、出力
する。

【００７１】予測修正回路１１０７は、入力されたパラ
メータｋが０である場合には予測値ＰをそのままＰ’と
して出力する。

【００７２】パラメータｋが０でない場合には予測値Ｐ
に修正値Ｍ（ｋ）を加算し、Ｐ’として減算回路１１０
８に出力する。この修正値Ｍ（ｋ）の初期値は０であ
り、Ｍ（ｋ）＝１−Ｍ（ｋ）により更新される。即ち、
Ｍ（ｋ）は０と１を繰り返す。

【００７３】減算回路１１０８は、ｅ＝ｘ−Ｐ’により
予測誤差ｅを生成する。領域予測回路１１０９は、入力
されたパラメータｋに基いて、レジスタ１１１１に保持
されている領域判定値Ｒ（ｋ）を読み出す。例えばｋ＝
２ならばＲ（２）を読み出す。Ｒ（ｋ）についての詳細
は後述する。

【００７４】領域判定値Ｒ（ｋ）は、パラメータｋ（ｋ
＝０〜７）の夫々の場合において発生した符号化済画素
の前までの予測誤差が、図８に示す斜線領域（ｋ＝０の
場合には、予測誤差が−１以下の領域を示し、また、ｋ
＞０の場合には、予測誤差が０以上の整数である領域を
示す）と、非斜線領域（同様にｋ＝０の場合には、予測
誤差が１以上の領域を示し、ｋ＞０の場合には、予測誤
差が−１以下の整数である領域を示す）のどちらに多く
存在したかを表すカウント値であり、Ｒ（ｋ）＞０なら
ば、符号化対象画素に対する予測誤差が非斜線領域に存
在すると予測し、領域変換回路１１１０で領域変換を行
なう様に指示する制御信号「１」を信号線１１１８に出
力する。

【００７５】また、Ｒ（ｋ）＜０の場合には、符号化対
象画素の予測誤差が斜線領域に存在すると予測し、領域
変換回路１１１０で領域変換を行なわないように、制御
信号「０」を信号線１１１８に出力する。

【００７６】領域変換回路１１１０では、信号線１１１
８から入力される制御信号（１ｏｒ０）に従って、パラ
メータｋに応じた方法で予測誤差ｅの変換を行なう。

【００７７】即ち、制御信号が「０」である場合には、
減算回路１１０８から入力された予測誤差ｅをそのまま
ｅ’として出力する。制御信号が「１」である場合に
は、予測誤差ｅを領域変換し、出力する。この領域変換
の方法はパラメータｋが０の場合と０でない場合で異な
る。

【００７８】まずパラメータｋが０の場合には、単純に
予測誤差ｅの符号を反転し、出力する。即ち、ｅ’＝−
ｅとし、出力する。

【００７９】また、パラメータｋが０の場合には、図９
に示すように、予測誤差ｅのバイナリ表現においての反
転処理を行なう。即ち、予測誤差ｅ＝−１／２の点を中
心として、対象領域に写像（対称変換）した新たな予測
誤差ｅ’（ｅ’＝−ｅ−１の関係）を出力することにな
る。

【００８０】以上の処理により、後述されるエントロピ
ー符号化が行われる際に用いられる整数値（例えば図１
２の整数値等）０，１，２，３，・・・の順に発生頻度
の高い予測誤差がマッピングされることになる。

【００８１】また、説明が前後するが上述の処理（領域
予測回路１１０９で制御信号１１１８を出力する処理）
に伴って、レジスタ更新回路１１１２は、レジスタ１１
１１に保持するＲ（ｋ）のうち、上述の処理に用いたパ
ラメータｋに対応するＲ（ｋ）の更新も行なう。

【００８２】具体的に説明すると、例えば、パラメータ
ｋ＝０が入力された場合には、領域変換前の予測誤差ｅ
が１以上ならばＲ（ｋ＝０）をインクリメントし、−１
以下ならばＲ（ｋ＝０）をデクリメントする。（予測誤
差ｅが０のときは何もしない。）また、パラメータｋが
０以外の場合には、領域変換前の予測誤差ｅが−１以下
ならばＲ（ｋ）（ｋ＝１〜７の何れか）をインクリメン
トし、０以上ならばＲ（ｋ）（ｋ＝１〜７の何れか）を
デクリメントする。

【００８３】以上の更新処理により更新されたＲ（ｋ）
が、次の符号化対象画素以降の処理に用いられる。即ち
以上の符号化処理は画素単位に行われる。

【００８４】次に、符号化方式セレクタ１１１５は、装
置外部から信号線１１１７を通じて入力される符号化方
式選択信号が「０」ならば領域変換回路１１１０から出
力される予測誤差ｅ’を算術符号化回路１１１６へ入力
し、符号化方式選択信号が「１」ならばｅ’をＧｏｌｏ
ｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化回路１１１３へ入力する様にエン
トロピー符号化を制御する。

【００８５】符号化方式として算術符号化が選択された
場合には、入力されたパラメータｋを用い、算術符号化
回路１１１６で、予測誤差ｅ’を２値系列に変換し、こ
れを２値算術符号化する。

【００８６】ここでは２値算術符号化の方式としてＪＢ
ＩＧで使用されているＱＭ−Ｃｏｄｅｒを使用する。な
お算術符号化回路１１１６は２値算術符号化に限らず、
公知の多値算術符号化を用いても良い。

【００８７】尚、上述の２値系列への変換は、ｅが正な
らば、２ｅの個の「０」に「１」を最後に付加すること
により行ない、また、ｅが負ならば、−２ｅ−１個の
「０」に「１」を付加することにより行う。

【００８８】図１１に２値系列への変換の一例を示す。
生成した２値系列はパラメータｋ選択回路１１０６で生
成されるパラメータｋと２値系列の先頭からのビット数
ｎによって状態分割して２値算術符号化される。生成さ
れた符号系列は信号線１１１４に出力される。

【００８９】また、符号化方式としてＧｏｌｏｍｂ−Ｒ
ｉｃｅ符号化を選択した場合には、Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉ
ｃｅ符号化回路１１１３は、入力されたパラメータｋに
基づいて領域変換回路１１１０から出力される予測誤差
ｅ’を次式により非負の整数値Ｉ（ｅ’）（Ｉ（ｅ’）
の値は図１３を参照）に変換し、Ｉ（ｅ’）をパラメー
タｋでＧｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化し、信号線１１１
４に符号化データを出力する。

【００９０】上述の処理を、信号線１１０１より入力さ
れる最後の画素まで繰り返し、符号化を行う。

【００９１】以上により、信号線１１１７からの符号化
方式選択信号により選択された符号化方式に対応する符
号系列を切り換えて生成することができる。

【００９２】（その他の実施の形態）本願発明は上述し
た実施の形態に限定されるものではなく、例えば、注目
画素値の予測方法として単純に前値予測を用いても良い
し、幾つかの予測方法を用意して、適宜切り換えても良
い。

【００９３】また、エントロピー符号化手段としてＧｏ
ｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化と算術符号化とハフマン符号
化を用いているが、他のエントロピー符号化を用いても
良く、第３の実施の形態において他の符号化もパラレル
に用いれば多数の符号化効率、符号化速度に対応するこ
とが可能である。

【００９４】また、上述の実施の形態では予測誤差の分
布の中心が０の場合と、−１／２の場合に対応する符号
化方法について述べたが、それ以外の場合に対応する符
号化方法も、−１／２の場合と同様に構成できる。

【００９５】また、本願発明は上述の第１、第２、第３
の実施の形態に限定されるものではない。例えば、符号
化対象画素値の予測方法として単純に前値予測を用いて
も良いし、いくつかの予測方法を用意して、適宜切り換
えても構わない。

【００９６】なお、本発明の符号化処理は複数の機器
（たとえばホストコンピュータ、インタフェース機器、
リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用し
ても１つの機器（たとえば複写機、ファクシミリ装置）
からなる装置に適用してもよい。

【００９７】また前述した実施の形態の機能を実現する
様に各種のデバイスを動作させるためのソフトウエアの
プログラムコードを供給し、上記システムあるいは装置
がこのプログラムコードに従って前記各種デバイスを動
作させることで本発明の符号化を実現しても良い。

【００９８】またこの場合、前記ソフトウエアのプログ
ラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコード自体、及びそのプロ
グラムコードをコンピュータに供給するための手段、例
えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発
明に含まれる。

【００９９】かかるプログラムコードを格納する記憶媒
体としては例えばフロッピーディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気
テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いるこ
とが出来る。

【０１００】またコンピュータが供給されたプログラム
コードを実行することにより、前述の実施の形態の機能
が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコ
ンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティン
グシステム）、あるいは他のアプリケーションソフト等
と共同して前述の実施例の機能が実現される場合にもか
かるプログラムコードは本願発明の実施例に含まれるこ
とは言うまでもない。

【０１０１】更に供給されたプログラムコードが、コン
ピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された
機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプ
ログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや
機能格納ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部
または全部を行い、その処理によって前述した実施例の
機能が実現される場合も本願発明に含まれることは言う
までもない。

【０１０２】

【発明の効果】以上本発明によれば、符号化済画素に対
応する予測誤差の統計量に基づいて予測誤差の値を変化
させた後、変化した予想誤差を符号化するので、予測符
号化する際に用いられる予測誤差を効率良くエントロピ
ー符号化することができる。

【０１０３】もちろん復号化側でも符号化側と同様の処
理（復号化済み予測誤差の統計量に基づいて予測誤差の
変化を元に戻す処理）を行うので確実に復号できる。

【０１０４】特に本発明は、上記効率の良い符号化を、
予測誤差ｅは所定の予測誤差を中心として対象の値とな
るｅ’に変換するという簡易な方式で行うことができ
る。

【０１０５】また、予測誤差を効率良く符号化する方法
として予測誤差の±符号が正の場合と負の場合の２つに
場合分けして符号化を行う際に効率良く符号化を行うこ
とができる。

【０１０６】また、本発明は符号化済み画素に対する予
測誤差の統計量に基づいて符号化対象画素に対する予測
誤差を符号化するのでリアルタイムに符号化する事が可
能である。従って画像データを大量に蓄積したり、画像
を複数回スキャナーで走査したりする事がない。

【０１０７】また予測誤差を変換する際の中心となる値
（第１又は２の実施の形態では、０、第３の実施の形態
では０または−１／２）を境として大きい値と小さい値
のどちらの出現回数が多いかを、単にカウントすること
により求めるので、予測誤差を変換するかどうかの判別
処理が簡単な回路構成又は演算処理で行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態を説明する為のブ
ロック図

【図２】符号化対象画素と周囲画素の位置関係を示す図

【図３】本願発明の第２の実施の形態を説明する為のブ
ロック図

【図４】コンテキスト（周囲画素の状態Ｓ）生成時に利
用する２値判定結果の画素位置の図

【図５】本願発明の第２の実施の形態において予測符号
化の方法の説明図

【図６】第３の実施の形態でのブロック図

【図７】注目画素と周辺画素の位置関係を示す図

【図８】ｋ＝０の場合と、ｋ＞０の場合での領域の分割
方法を示す図

【図９】ｋ＞０の場合の、領域変換回路１１１０におけ
る領域変換処理を示す図

【図１０】予測誤差の量子化の方法を示す図

【図１１】算術符号化回路１１６での２値系列への変換
を示す図

【図１２】パラメータｋ０，１，２におけるＧｏｌｏｍ
ｂ−Ｒｉｃｅ符号化を説明する図

【図１３】Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化されるＩ
（ｅ）の値を表す図

【図１４】状態番号Ｓとパラメータｋの対応図

【図１５】第１、第２の実施の形態に用いるハフマンテ
ーブルの図

【符号の説明】

１１０１，１１１４，１１１７，１１１８ 信号線 １１０２ 画像データ系列を格納するバッファ １１０３ コンテキスト生成回路 １１０４ 予測回路 １１０５ メモリ １１０６ パラメータｋ選択回路 １１０７ 予測修正回路 １１０８ 減算回路 １１０９ 領域予測回路 １１１０ 領域変換回路 １１１１ レジスタ １１１２ レジスタ更新回路 １１１３ Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化回路 １１１５ 符号化方式セレクタ １１１６ 算術符号化回路

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注目画素値を予測する予測手段と、 前記予測手段による予測誤差を求める予測誤差生成手段
   と、 該予測誤差の値に基いて、該値に対応する複数の場合の
   発生頻度の統計量を算出する統計手段と、 前記統計量に基いて、前記予測誤差の値を変換する変換
   手段と、 該変換手段により変換された予測誤差をエントロピー符
   号化するエントロピー符号化手段と有することを特徴と
   する情報処理装置。
2. 【請求項２】 前記変換手段による変換は、所定の予測
   誤差値を中心に対称変換することを特徴とする請求項１
   に記載の情報処理装置。
3. 【請求項３】 前記対称変換の中心である所定の予測誤
   差値は、０以外の値であることを特徴とする請求項２に
   記載の情報処理装置。
4. 【請求項４】 前記対称変換の中心である所定の予測誤
   差値は、−１／２であることを特徴とする請求項３に記
   載の情報処理装置。
5. 【請求項５】 更に、前記予測手段による予測誤差が０
   以外の所定の値になる様に制御する制御手段を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
6. 【請求項６】 前記０以外の所定の値は、−１／２であ
   ることを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
7. 【請求項７】 前記エントロピー符号化手段は、複数の
   エントロピー符号化手法を有することを特徴とする請求
   項１に記載の情報処理装置。
8. 【請求項８】 前記複数のエントロピー符号化手法に
   は、Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化手段を含むことを特
   徴とする請求項７に記載の情報処理装置。
9. 【請求項９】 前記複数のエントロピー符号化手法に
   は、算術符号化を含むことを特徴とする請求項７に記載
   の情報処理装置。
10. 【請求項１０】 注目画素値を予測して予測誤差を求
    め、 該予測誤差の値に基いて、該値に対応する複数の場合の
    発生頻度の統計量を算出し、 前記統計量に基いて、前記予測誤差の値を変換し、エン
    トロピー符号化することを特徴とする情報処理方法。
11. 【請求項１１】 符号化対象画素の予測値を予測する予
    測手段と、 該予測値を用いて予測誤差を生成する生成手段と、 該予測誤差の正負符号の統計を算出する算出手段と、 前記算出手段により算出された統計の結果に基づいて前
    記予測誤差の正負符号を修正する符号修正手段と、 前記符号修正手段により修正された予測誤差を符号化す
    る符号化手段とを有することを特徴とする情報処理装
    置。
12. 【請求項１２】 前記正負符号の統計は、前記予測誤差
    毎の正負符号の個数を算出するものであることを特徴と
    する請求項１１に記載の情報処理装置。
13. 【請求項１３】 前記正負符号の統計は、符号化対象画
    素の周囲画素の状態毎に算出することを特徴とする請求
    項１１に記載の情報処理装置。
14. 【請求項１４】 前記正負符号の統計は、符号化対象画
    素の周囲画素の各々に対する予測誤差の正負符号の組み
    合わせに対応する状態毎に算出することを特徴とする請
    求項１１に記載の情報処理装置。
15. 【請求項１５】 前記符号修正手段による正負符号の修
    正は、前記予測誤差の符号が負である場合にのみ符号を
    正に反転させることを特徴とする請求項１１に記載の情
    報処理装置。
16. 【請求項１６】 前記符号化手段による符号化はエント
    ロピー符号化であることを特徴とする請求項１１に記載
    の情報処理装置。
17. 【請求項１７】 前記エントロピー符号化は、ハフマン
    符号化であることを特徴とする請求項１１に記載の情報
    処理装置。
18. 【請求項１８】 符号化対象画素の予測値を予測させる
    予測ステップと、 該予測値を用いて予測誤差を生成させる生成ステップ
    と、 該予測誤差の正負符号の統計を算出させる算出ステップ
    と、 前記算出ステップで算出された統計の結果に基づいて前
    記予測誤差の正負符号を修正させる符号修正ステップ
    と、 前記符号修正ステップで修正された予測誤差を符号化さ
    せる符号化ステップとを有することを特徴とする情報処
    理方法。